陶瓷工業(yè)窯爐的節(jié)能問題，始終制約著陶瓷行業(yè)的發(fā)展。此前，據(jù)對(duì)一些企業(yè)能耗的調(diào)查，結(jié)果顯示衛(wèi)生陶瓷燒成能耗指標(biāo)最高與最低相比，有的可達(dá)到幾倍。進(jìn)入２１世紀(jì)以來，國際能源市場供應(yīng)形勢發(fā)生了許多變化，令人不得不更加關(guān)注陶瓷行業(yè)的節(jié)能�？梢哉f，將來陶瓷業(yè)的競爭首先是降低能耗型的先進(jìn)燒成技術(shù)的競爭。
現(xiàn)代建筑衛(wèi)生陶瓷行業(yè)使用的窯爐，具有許多先進(jìn)的工藝技術(shù)特點(diǎn)。具體分析其特點(diǎn)，有：使用了潔凈的能源種類與采用了全自動(dòng)化控制高速噴嘴；新型節(jié)能型窯爐大量采用了輕質(zhì)□熱的耐火材料；窯爐設(shè)計(jì)為寬斷面明焰裸燒型結(jié)構(gòu)；節(jié)能型窯爐更能夠適宜流行的低溫快燒生產(chǎn)方式。
１．潔凈能源與全自動(dòng)化高速噴嘴
目前，大多數(shù)陶瓷窯爐由于采用了高效噴嘴，清潔高熱效能源已成為陶瓷燒成燃料的主流�？v觀陶瓷發(fā)展史，適宜于陶瓷燒成的能源種類很多，有固體燃料、液體燃料及氣體燃料等。它們有木柴、煤炭、重油、輕質(zhì)油、電力、天然氣、液化石油氣等等。隨著歷史前進(jìn)，燒成技術(shù)不斷提高，有的能源地位上升，有的則被淘汰出局。例如，用于傳統(tǒng)陶瓷制品燒成的木柴與煤炭等固體燃料，由于熱效低及對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重等原因，在建筑衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)方面已經(jīng)基本完成了其歷史使命。重油與液化石油氣熱值高，便于低溫快速燒成，尤其是液化石油氣在新興建筑衛(wèi)生陶瓷行業(yè)成為最受青睞的能源種類。由于液化石油氣熱值高，燃?xì)鈨?nèi)雜質(zhì)含量少，且容易快速升溫與降溫，非常方便于陶瓷的低溫快燒工藝。
今后，隨著等溫高效均勻燃燒噴嘴的革新與推廣，將極大地降低能源消耗。新型全自動(dòng)化控制高速噴嘴由于強(qiáng)力的噴燃系統(tǒng)，可以降低窯內(nèi)溫差，迅速提高窯溫，實(shí)現(xiàn)快速等溫?zé)尚省Ｒ虼�，陶瓷窯爐的節(jié)能今后將取決于新型全自動(dòng)化控制高速噴嘴的不斷改進(jìn)。
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從陶瓷燒成的發(fā)展歷史看，陶瓷工業(yè)窯爐的燒成方式分為明焰裝匣燒 （傳統(tǒng)煤燒隧道窯）、□焰露燒（馬氟窯）及明焰裸燒（輥道窯、梭式窯、電窯）等多種方法。
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此類燒成方式采用了木柴或煤炭作為能源。產(chǎn)品裝匣的目的：一是為了避免木灰或煤渣的污染；二是為了增加產(chǎn)品的裝載量。由于制品是先放入匣缽內(nèi)，再組裝成匣缽柱入窯燒成，產(chǎn)品不是直接受熱，大量的能源消耗在窯具上，因此明焰裝匣燒成方法能耗非常高，窯內(nèi)上下溫差大而且燒成周期很長。此種燒成方法造成產(chǎn)品廢品率高，經(jīng)濟(jì)效益低，長期以來制約了國內(nèi)陶瓷工業(yè)的發(fā)展。
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馬氟窯是□焰露燒方法的代表性窯型。□焰露燒方式可以部分解決窯內(nèi)溫差的問題，但由于產(chǎn)品的燒成仍然為□焰受熱方式，大量的能源消耗在厚厚的耐火材料□壁上，而且□焰露燒使用的窯爐窯型小，不能形成大規(guī)模生產(chǎn)批量。
２．３明焰裸燒方法
明焰裸燒方法是２０世紀(jì)７０年代以來陶瓷燒成最引人注目的成果。明焰裸燒方法作為最先進(jìn)的燒成方法在窯溫的均勻性、窯容積、生產(chǎn)強(qiáng)度和單位耗能方面均表現(xiàn)出最佳效果，成為現(xiàn)代建筑衛(wèi)生陶瓷燒成的首選窯型，因此能在很短的時(shí)間內(nèi)推廣普及。明焰裸燒方式窯溫均勻性高，這是由于此種燒成方式的產(chǎn)品垛阻力小、窯內(nèi)壓力降低、預(yù)熱帶負(fù)壓低，因此漏入冷空氣少。由于燒嘴的噴射作用，窯爐內(nèi)的氣流強(qiáng)烈循環(huán)、熱焰劇烈擾動(dòng)，對(duì)于均勻和平衡窯內(nèi)溫度非常有利�，F(xiàn)在許多新型窯爐在預(yù)熱帶都設(shè)置了高速調(diào)溫噴嘴，更加有利于直接減少窯內(nèi)預(yù)熱帶上下的溫差，很早即開始保證窯內(nèi)的低溫差燒成。傳統(tǒng)的窯爐如□焰露燒窯由于其加熱方式僅為固體間產(chǎn)品柱的輻射傳熱，而不能形成劇烈的熱攪動(dòng)與熱循環(huán)，因此降低了燒成熱效。此外，其窯內(nèi)的窯溫均勻性也很差，窯溫均勻性低直接導(dǎo)致產(chǎn)品燒成溫度不一及廢品率增加。
采用明焰裸燒燒成方式時(shí)，窯容積生產(chǎn)強(qiáng)度最高，由于產(chǎn)品不需要裝入匣缽內(nèi)，避免了間接傳熱造成的浪費(fèi)性熱消耗。又由于產(chǎn)品是直接裸露于焰氣中，非常利于快速傳熱燒成。由于窯溫均勻，傳熱迅速，窯具與產(chǎn)品重量比小，明焰裸燒的燒成時(shí)間大大低于明焰裝匣燒方法。明焰裸燒由于不使用匣缽，增加了產(chǎn)品的裝載密度。
�。�、采用輕質(zhì)□熱保溫材料
輕質(zhì)□熱窯爐的先進(jìn)性表現(xiàn)在按照模數(shù)設(shè)計(jì)成輕型裝配式外型，然后再以耐高溫輕質(zhì)□熱耐火材料進(jìn)行嚴(yán)密的砌筑。窯爐的內(nèi)襯采用了耐高溫的陶瓷氈，外加陶瓷棉或其他□熱保溫板，總厚度為４５０毫米。內(nèi)襯為輕質(zhì)高鋁磚，中間及其外側(cè)也都采用了陶瓷棉，總厚度達(dá)到６００毫米。窯墻的外表為金屬板，這種設(shè)計(jì)與制作保證了窯爐的耐高溫實(shí)用性與節(jié)能性。由于陶瓷纖維熱穩(wěn)定性好，在高溫?zé)芍胁蛔冃�、不熔融，又由于其�?dǎo)熱率低、蓄熱少、密度小、重量輕，因此具有明顯的節(jié)能效果。
輕質(zhì)□熱窯爐的窯頂采用Ｚ型纖維預(yù)制塊組合吊掛，減輕了窯體重量，增加了保溫□熱效果。在設(shè)置噴嘴和急冷風(fēng)部位的窯頂加設(shè)有金屬換熱器 （占窯頂面積的６５％以上），用以預(yù)熱助燃空氣及急冷風(fēng)。窯墻則采用澆注搗打成型的Ｕ型耐火材料砌塊（高鋁、粘土質(zhì)），砌塊內(nèi)填充有耐火纖維棉，外面采用耐火材料纖維氈或硅鈣板，Ｕ型砌塊與外部鋼架相連接，這種結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，熱穩(wěn)定性好且節(jié)能效果高。據(jù)計(jì)算，當(dāng)窯內(nèi)壁溫度達(dá)到１２５０℃時(shí)，窯外壁溫度僅為５０℃左右，說明窯體的密封性極好。窯車上的耐火材料也全部采用了耐火纖維材料，這同樣降低了熱能的無謂消耗。
澳大利亞通用公司（簡稱澳通公司）的纖維吊頂節(jié)能窯爐，具有窯體寬、裝載能力大、燒成周期短等特點(diǎn)。該窯爐的有效寬度達(dá)到２．６５米，由于燒成批量大且燒成效率高，滿負(fù)荷燒成時(shí)可以使窯爐的總體能耗大為減少。目前，此類窯爐在我國經(jīng)過引進(jìn)與吸收消化，已成為國內(nèi)許多地方的主要窯型之一。
�。�、低溫快燒技術(shù)
近年來建筑衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品越來越多采用了低溫快燒技術(shù)。釉面瓷磚的燒成溫 度從 １１８０℃～１２００℃降低到現(xiàn) 在的１０５０℃～１１００℃左右。衛(wèi)生陶瓷的燒成溫度已經(jīng)從過去的１３００℃降低到了現(xiàn)在的１１５０℃～１２００℃左右。根據(jù)陶瓷熱工學(xué)計(jì)算原理，越是高溫?zé)蓵r(shí)，能源消耗越多。據(jù)此，從１２００℃燒成到１３００℃時(shí)，耗費(fèi)的能源大約是產(chǎn)品燒成總能耗的約４０％左右。這樣看來，節(jié)能效果就非常明顯。低溫快燒方法除了節(jié)能外，還可以縮短生產(chǎn)周期，節(jié)約人力物力。
低溫快燒技術(shù)除了對(duì)窯爐有特別技術(shù)要求外，還必須研制與開發(fā)出更好的適宜于低溫快燒的陶瓷原料。目前，此類原料有硅灰石原料、珍珠巖原料、透輝石原料、葉蠟石原料等。國外為了降低燒成溫度與降低產(chǎn)品的成本，則大量使用了含鐵量較多的紅土原料、紫砂原料等，也有使用工業(yè)廢料制作瓷磚坯體的。此類原料生產(chǎn)的產(chǎn)品經(jīng)過優(yōu)質(zhì)釉色覆蓋后，仍然有不菲的賣價(jià)。而在利用劣質(zhì)原料方面，國內(nèi)許多陶企做的還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
總之隨著建筑衛(wèi)生陶瓷工業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)品燒成節(jié)能工作越來越重要。這就需要繼續(xù)提升新型窯爐設(shè)計(jì)水平，積極研制開發(fā)新型高效節(jié)能耐火材料，不斷推廣低溫快燒技術(shù)等方面的工作，使國內(nèi)陶瓷企業(yè)的節(jié)能不斷登上新臺(tái)階。
